化学发泡陶粒泡沫混凝土力学及热工性能研究

为改善泡沫混凝土的抗裂性能和热工性能,利用双氧水、陶粒、玻化微珠、玻璃纤维、水泥等材料,通过化学发泡法制备玻璃纤维增强型陶粒泡沫混凝土砌块,并采用单因素控制变量法进行顺序试验,分析了各因素对材料力学性能和热工性能的影响,通过多元线性回归得出满足劈拉强度在0.80~0.90 MPa、抗压强度在7.0~8.0 MPa的泡沫混凝土砌块最优配合比。结果表明:泡沫混凝土脆性随双氧水、玻化微珠和陶粒用量的增加而显著增大;玻璃纤维既可提高泡沫混凝土强度,又可改善其热工性能。当双氧水、玻璃纤维、玻化微珠和陶粒掺量分别为水泥质量的7.5%、1.0%、8.5%和8.5%时,泡沫混凝土导热系数为0.203 W/(m·k),劈裂抗拉强度达到0.81 MPa,抗压强度达到7.3 MPa。化学发泡法制备的玻璃纤维增强型陶粒泡沫混凝土拉压比高,保温性能好。     

纤维和外加剂对泡沫混凝土收缩性能的影响

运用正交试验方法研究了水灰比、砂胶比、减水剂掺量对干密度为800kg/m~3的泡沫混凝土收缩性能的影响,得出了利于泡沫混凝土收缩性能的最优配合比.基于该配合比,进一步研究了聚丙烯纤维、玻璃纤维、植物纤维、膨胀剂、减缩剂对泡沫混凝土收缩性能的影响,同时测试了其对流动性和抗压强度的影响,并利用雷达图分析了最佳外加组分,利用宏观孔结构和SEM电镜下的微观结构解释纤维和外加剂对其减缩的机理.结果表明:综合考虑3d自收缩和28d干燥收缩率,最优配合比为水灰比0.5,砂胶比1.0,减水剂掺量0.5%.纤维、膨胀剂、减缩剂均能有效降低泡沫混凝土的自收缩和干燥收缩,其抵抗收缩能力大小为:减缩剂膨胀剂纤维.最佳外加组分为1%质量掺量的减缩剂,其能够在满足泡沫混凝土的流动度和抗压强度的前提下,降低泡沫混凝土37%的3d自收缩和57.5%的56d干燥收缩.纤维的掺入引起部分泡沫的破碎,引起基体干燥收缩增大,但其对泡沫混凝土的物理约束作用使最终的干燥收缩降低.膨胀剂和减缩剂减缩机理在于其自身的化学作用.     

玻璃纤维混凝土力学性能及预测模型研究

为了研究玻璃纤维混凝土力学性能发展变化规律,将0、2、4、6、8、10和12 kg/m³的普通玻璃纤维和耐碱玻璃纤维分别按掺入混凝土中。结果表明,立方体抗压强度和抗折强度随玻璃纤维掺量的增加先增大后减小,劈拉强度随玻璃纤维掺量的增加而增大。玻璃纤维对劈拉强度的改善效果最好,其次是抗折强度,对立方体抗压强度的改善效果最小。随着玻璃纤维掺量的增加,混凝土拉压比增大,折压比先增大后减小。试验结果表明,掺加8 kg/m³普通玻璃纤维或6 kg/m³耐碱玻璃纤维对混凝土的力学性能、脆性和抗裂性能的改善效果最好,耐碱玻璃纤维的改善效果比普通玻璃纤维好。根据试验数据,提出了混凝土力学性能随玻璃纤维掺量变化的计算模型,可供工程实践参考。     

化学发泡法制备纤维增强型陶粒泡沫混凝土

利用水泥、粉煤灰、陶粒、玻化微珠、玻璃纤维等材料,采用化学发泡法,研发一种新型墙体材料———纤维增强型陶粒泡沫混凝土砌块,阐述其制备方法,并评价纤维增强型陶粒泡沫混凝土砌块材料的技术效果。结果表明：纤维增强型陶粒泡沫混凝土砌块材料具有易于加工、热工性能好、强度高等特点;玻璃纤维使陶粒、玻化微珠与胶凝材料基体间具有良好的界面粘结性;该砌块材料性能集承重、保温和抗裂于一体,可用于广大寒冷地区低层建筑的承重墙体和多层建筑的围护墙体。     

基于nano-CT成像技术对混凝土中短切玻璃纤维分布的研究

文章基于nano-CT X-ray三维成像技术,研究了短切玻璃纤维在混凝土中的分布状态,基于有限单元法建立了指数分布状态下短切玻璃纤维混凝土的三维力学模型,并对该模型的劈裂受拉过程进行了数值分析。试验结果表明:短切玻璃纤维在混凝土中的分布满足指数分布;数值分析结果与试验结果吻合较好,验证了模型的合理性。研究成果对于将短切玻璃纤维用于改善混凝土抗裂性能的研究具有一定参考意义。     

纤维加筋沥青混凝土断裂性能试验

应用断裂潜能和临界应力强度因子KIC的概念，研究了在开裂的沥青路面上加铺沥青面层时的抗裂性能，分析了玻璃纤维加筋沥青混凝土(GFRAC)、普通沥青混凝土以及抗滑面层的开裂行为。采用马歇尔试验与3点弯曲试验，选取有预切缝和无切缝两种试件进行试验，利用断裂潜能的概念评估沥青混凝土抑制裂缝产生的能力，并且测定了材料的临界应力强度因子。研究表明，加入玻璃纤维能有效地提高沥青混合料稳定度，改善沥青混凝土的高温抗变形能力。     

玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋混凝土梁斜截面受力性能

为了解决在恶劣环境下海港等工程钢筋锈蚀所引起的混凝土结构耐久性问题,研究了将玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋替代钢筋应用在混凝土结构中的技术,并以钢筋为对比,进行了16 mm的玻璃纤维增强塑料筋混凝土简支梁的三点抗弯、抗剪力学性能研究.结果表明:在裂缝开展之前,玻璃纤维增强塑料筋混凝土梁的变形略大于钢筋混凝土梁;裂缝开展后,玻璃纤维增强塑料筋混凝土梁的变形增长较快,呈现脆性破坏的特征.玻璃纤维增强塑料筋混凝土梁的开裂荷载只有钢筋混凝土梁的72%左右,剪压破坏荷载为钢筋混凝土梁的77%左右.     

玄武岩纤维对泡沫混凝土收缩开裂的影响

文章试验采用物理发泡法制备泡沫混凝土(密度为700～800 kg/m~3),研究了玄武岩纤维体积掺量与长径比对泡沫混凝土收缩开裂的影响,分析了纤维体积掺量对泡沫混凝土的减缩抗裂机理。结果表明:相同体积掺量条件下,长径比相对较大的玄武岩纤维改善收缩和阻裂的效果更明显;玄武岩纤维体积掺量为0.30%、长度为10 mm时能够显著降低泡沫混凝土的收缩开裂;玄武岩纤维泡沫混凝土的早期收缩情形可以得到有效抑制,强度显著提高,泡沫混凝土抗裂性能随之进一步改善。     

玻璃纤维增强混凝土（GFRC）在现浇空心楼盖中的应用

将玻璃纤维按一定配比掺入混凝土基料中，能使混凝土的抗拉强度和韧性得到很大的改善，用玻璃纤维增强混凝土（GFRC）削成芯模，浇筑成混凝土空心楼盖，适用于大跨度、大荷载结构，是结构向大空间大跨度发展的一种新型水平承重体系。本文对玻璃纤维材料和GFRC空心楼盖作了介绍与分析，探讨了在研究和应用中期待完善的问题。     

轻质空心隔墙板De制作

目前，框架结构建筑迅速发展，大型建筑需大量的轻质隔墙板，要求其具有容重小、强度高、抗冲击性能好、隔音隔热等性能。为了加工和安装需要，又要求其可钉、可锯、板面平整等性能。下面介绍二种空心隔墙板的制作方法。原料菱苦土（氧化镁）200kg，粉煤灰50kg，玻璃纤维网格布，氯化镁溶液（2“Be’），泡沫发泡剂。制作将菱苦土、粉煤灰接配比加入盆式搅拌机内搅拌均匀，加入氯化镁溶液搅拌成料浆后，再加入泡沫发泡剂，搅拌均匀，使之形成泡沫料浆，即在料浆中引入适量空气。将该料浆加入模具内，铺平Icm左右厚，然后铺一层玻璃纤维布，…     

纤维沥青混凝土动力性能试验研究

采用变截面分离式Hopkinson压杆(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB),对普通沥青混凝土、玻璃纤维沥青混凝土、木质素纤维沥青混凝土和3个掺量的聚酯纤维沥青混凝土进行了3种应变率的冲击压缩试验研究.试验结果与分析表明,沥青混凝土具有应变率增强效应,其动力抗压强度及韧性指标随着应变率的增大而增大;但是,纤维沥青混凝土动力抗压强度及韧性指标增长率随应变率提高有递减趋势;纤维含量对沥青混凝土在动力条件下的动力行为有显著影响,聚酯纤维掺量为0.25%的沥青混凝土动力抗压强度及韧性指标最优;3种纤维都可以增加材料的动力抗压强度及韧性指标,聚酯纤维增强沥青混凝土抗压强度最佳,木质素纤维次之,玻璃纤维最差;聚酯纤维提高沥青混凝土韧性指标最佳,玻璃纤维次之,木质素纤维最差.     

海藻酸钠对泡沫混凝土强度的影响

研究了海藻酸钠溶液的温度和掺量对泡沫混凝土抗压强度的影响,通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和SEM测试技术,分析了海藻酸钠对泡沫混凝土抗压强度的影响机理。结果表明,在以双氧水为发泡剂的体系中,随着海藻酸钠溶液掺量的增加,泡沫混凝土的抗压强度呈先上升后下降的趋势,添加适量的海藻酸钠,可降低发泡孔径、促进水泥和生活垃圾焚烧炉渣的水化以及增强孔壁的密实度,从而使泡沫混凝土的抗压强度得到了显著的提高。     

短切柔性纤维对密实型沥青混凝土断裂特性的影响

纤维对沥青混凝土的改性效果已得到道路工程界的广泛认可,为探讨不同纤维对沥青混凝土断裂特征的影响,以玻璃纤维和玄武岩纤维作为研究对象,进行半圆抗拉试验,采用数字图像相关技术对半圆试件的全场位移与应变进行实时测量。通过分析极限抗拉强度、极限破坏应变、模量、裂缝缝嘴张开位移、临界断裂能、断裂韧性等指标,探讨了不同纤维对沥青混凝土抗裂性的增强效果。结果表明,两种纤维均能有效改善沥青混凝土的极限强度与破坏延性,纤维改性沥青混凝土具有更高的峰后持荷能力,在沥青混凝土开裂后仍能保持较高的承载能力。玻璃纤维改性沥青混凝土具有更高的临界断裂能量和断裂韧性,基于所选指标建议在工程应用中短切纤维长度不宜超过12 mm。     

基于正交试验下水温对泡沫混凝土性能的影响

为了排除多因素对试验结果产生的误差,研究了不同用水温度对泡沫混凝土性能和内部孔隙的影响,设置正交试验(三因素三水平)得出最佳的水胶比为0.6、粉煤灰最佳掺量为15％,胶粉最佳掺量为2％.在此基础上设置七个不同的水温温度(15、20、25、30、35、40、45℃),通过采集泡沫混凝土试件抗压强度、干密度、吸水率试验数据...     

GFRP管钢骨混凝土组合柱偏压承载力计算

为研究GFRP管钢骨混凝土组合柱的偏压性能,对5根GFRP管钢骨混凝土构件进行了偏压试验.采用纤维模型法编制了非线性分析程序,分别以混凝土强度、长细比、偏心距、配骨率等为主要参数,计算并得到相应的荷载与挠度关系曲线.计算分析表明:组合柱的承载力随着混凝土强度、配骨率的增加而增大,随着长细比、偏心率的增加而降低.基于对计算结果和试验结果的分析,给出了GFRP管钢骨混凝土组合柱的偏压承载力计算公式,并通过试验进行验证,结果表明,理论计算与试验结果吻合良好.     

混杂纤维对高性能混凝土高温性能的影响

针对高性能混凝土的防火、抗爆裂性能低的特点，采用低熔点（聚丙烯纤维）及高熔点纤维（钢纤维）混杂的方法，对高性能混凝土高温性能（抗折强度、抗压强度及劈裂抗拉强度，抗爆裂性能）进行改善．研究表明，800℃时，混杂纤维混凝土的抗折强度剩余率约15％，明显高于基准混凝土的抗折强度剩余率（约6％）；抗压强度剩余率约15％，与基准混凝土的强度剩余率相当（约15％）；劈裂抗拉强度剩余率约20％，明显高于基准混凝土的抗折强度剩余率（约10％）．另外混杂纤维明显提高了混凝土的抗爆裂性能，同时分析了混杂纤维改善高性能混凝土高温性能的作用机理．     

利用水平外力总功研究PVA纤维增强水泥基复合材料韧性

为了研究对比PVA纤维、玻璃纤维、钢纤维水泥基复合材料和高强(钢纤维)混凝土的韧性,采用楔入劈拉法利用荷载与裂缝张口位移曲线(P-WCMOD)下包围的面积值并考虑夹具影响后水平外力做的总功作为评价指标进行对比.实验结果表明:水泥基体发生脆性断裂,从加载到试件破坏P-WCMOD曲线一直呈线性;高强(钢纤维)混凝土和钢纤维、玻璃纤维水泥基复合材料发生半脆性断裂,P-WCMOD曲线在峰值荷载附近有较小的非线性区;而在PVA纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCCs)中观察到韧性断裂,在P-WCMOD曲线中出现明显的假应变硬化现象;脆性和半脆性材料的试件从起裂到破坏,预制缝端部仅出现一条裂缝,且最终沿这条裂缝贯通,对于PVA-FRCCs,预制缝端出现多条细小裂缝,并最终沿着主裂缝贯通.比较几种材料的水平外力总功值可知,PVA-FRCCs韧性最好,钢纤维混凝土次之,钢纤维水泥基复合材料稍差,玻璃纤维水泥基复合材料最差.     

Effect of sintering temperature on the microstructure and properties of foamed glass-ceramics prepared from high-titanium blast furnace slag and waste glass

Foamed glass-ceramics were prepared via a single-step sintering method using high-titanium blast furnace slag and waste glass as the main raw materials The influence of sintering temperature (900-1060℃) on the microstructure and properties of foamed glass-ceramics was studied. The results show that the crystal shape changed from grainy to rod-shaped and finally turned to multiple shapes as the sintering temperature was increased from 900 to 1060℃. With increasing sintering temperature, the average pore size of the foamed glass-ceramics increased and subsequently decreased. By contrast, the compressive strength and the bulk density decreased and subsequently increased. An excessively high temperature, however, induced the coalescence of pores and decreased the compressive strength. The optimal properties, including the highest compressive strength (16.64 MPa) among the investigated samples and a relatively low bulk density (0.83 g/cm3), were attained in the case of the foamed glass-ceramics sintered at 1000℃.     

外加剂对泡沫混凝土强度和干密度的影响研究

在工程实际中,为研究通过掺加外加剂（稳泡剂、瞬凝剂、减水剂）来提高泡沫混凝土的强度、干密度从而扩大其使用范围,本文通过试验找出了稳泡剂的最佳掺量为水泥质量的0.015％ ～0.02％,瞬凝剂的最佳掺量为水泥质量的2.0％ ～ 3.0％,减水剂的最佳掺量为水泥质量的0.2％～0.25％.稳泡剂、瞬凝剂、减水剂都对泡沫混凝土的强度、干密度有很大影响,在掺加时应严格控制掺量.     

混杂纤维自密实混凝土的性能试验与分析

为了研究混杂纤维对自密实混凝土(SCC)工作性能及力学性能的影响,进行了4种纤维体积掺量(0%,0.05%,0.1%和0.15%)的纤维自密实混凝土(玄武岩纤维、聚丙烯纤维以及玄武岩-聚丙烯混杂纤维)的塌落度扩展度试验、J型环试验和28d抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度试验,并通过SEM图像分析纤维自密实混凝土的微观形貌。结果表明：纤维掺量的增加导致自密实混凝土流动性能下降,但仍满足自密实混凝土工作性能的要求;混杂纤维的掺量在一定范围内,对自密实混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均有不同程度的提高作用。可见获得纤维的合理掺量十分重要。